Олово электроны по орбиталям

Строение атома олова

Общие сведения о строении атома олова

Относится к элементам p-семейства. Металл. Обозначение – Sn. Порядковый номер – 50. Относительная атомная масса – 118,69 а.е.м.

Электронное строение атома олова

Атом олова состоит из положительно заряженного ядра (+50), внутри которого есть 50 протонов и 69 нейтронов, а вокруг, по пяти орбитам движутся 50 электронов.

Рис.1. Схематическое строение атома олова.

Распределение электронов по орбиталям выглядит следующим образом:

Внешний энергетический уровень атома олова содержит 4 электрона, которые являются валентными. Энергетическая диаграмма основного состояния принимает следующий вид:

Наличие двух неспаренных электронов свидетельствует о том, что для олова характерна степень окисления +2. За счет наличия вакантных орбиталей 5d-подуровня для атома олова возможно возбужденное состояние (степень окисления +4):

Валентные электроны атома олова можно охарактеризовать набором из четырех квантовых чисел: n (главное квантовое), l (орбитальное), ml (магнитное) и s (спиновое):

Примеры решения задач

Задание Напишите электронные формулы атомов брома, германия, кобальта и меди. Укажите семейство, к которому относится элемент, объясните его положение в Периодической системе, приведите электронно-графические формулы для валентных электронов.
Ответ Бром.

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 5 .

Валентные электроны выделены жирным шрифтом. Относится к семейству р-элементов. Так как наибольшее главное квантовое число равно 4-м, а число электронов на внешнем энергетическом уровне равно 7, бром расположен в 4-м периоде, VIIA группе Периодической таблицы. Энергетическая диаграмма для валентных электронов имеет вид:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 2 .

Валентные электроны выделены жирным шрифтом. Относится к семейству p-элементов. Так как наибольшее главное квантовое число равно 4-м, а число электронов на внешнем энергетическом уровне равно 4, германий расположен в 4-м периоде, IVA группе Периодической таблицы. Энергетическая диаграмма для валентных электронов имеет вид:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 7 4s 2 .

Валентные электроны выделены жирным шрифтом. Относится к семейству d-элементов. Кобальт расположен в 4-м периоде, VIIB группе Периодической таблицы. Энергетическая диаграмма для валентных электронов имеет вид:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 1 .

Валентные электроны выделены жирным шрифтом. Относится к семейству d-элементов. Так как наибольшее главное квантовое число равно 4-м, а число электронов на внешнем энергетическом уровне равно 1, медь расположена в 4-м периоде, IВ группе Периодической таблицы. Энергетическая диаграмма для валентных электронов имеет вид:

Задание Относительная атомная масса неона равна 20,2. Известно, что неон состоит из двух изотопов: 20 Ne и 22 Ne. Рассчитайте молярную долю каждого изотопа в природном неоне.
Решение Изотопы – это атомы одного и того же химического элемента, имеющие разные массовые числа (одинаковое число протонов, но разное – нейтронов). Примем за х число атомов изотопа неона 20 Ne в каждых ста атомах природного неона, тогда число атомов изотопа 22 Ne будет равно (100-х). Масса атомов изотопа 20 Ne будет равна 20x, а 22 Ne – 22×(100-х). Составим уравнение:

20x + 22×(100-х) = 20,2×100%.

20x + 2200 — 22x = 2020;

Значит содержание изотопа 20 Ne в природном неоне равно 90%. Тогда, содержание изотопа 22 Ne: 100-90 = 10%.

Ответ Содержание изотопа 20 Ne в природном неоне равно 90%, а 22 Ne — 10%.

Копирование материалов с сайта возможно только с разрешения
администрации портала и при наличие активной ссылки на источник.

Источник

Строение атома олова (Sn), схема и примеры

Атом и молекула олова. Формула олова. Строение атома олова:

Олово (лат. Stannum) – химический элемент периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с обозначением Sn и атомным номером 50. Расположен в 14-й группе (по старой классификации – главной подгруппе четвертой группы), пятом периоде периодической системы.

Олово – амфотерный металл. Относится к группе лёгких, цветных металлов.

Олово обозначается символом Sn.

Как простое вещество олово при нормальных условиях представляет собой ковкий, мягкий, пластичный, легкоплавкий, серебристо-белый, блестящий металл (белое олово, β-олово) либо серый порошок (серое олово, α-олово).

Молекула олова одноатомна.

Химическая формула олова Sn.

Электронная конфигурация атома олова 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 5s 2 5p 2 . Потенциал ионизации (первый электрон) атома олова равен 708,58 кДж/моль (7,343918(12) эВ).

Строение атома олова. Атом олова состоит из положительно заряженного ядра (+50), вокруг которого по пяти оболочкам движутся 50 электронов. При этом 46 электронов находятся на внутреннем уровне, а 4 электрона – на внешнем. Поскольку олово расположен в пятом периоде, оболочек всего пять. Первая – внутренняя оболочка представлена s-орбиталью. Вторая – внутренняя оболочка представлены s- и р-орбиталями. Третья и четвертая – внутренние оболочки представлены s-, р- и d-орбиталями. Пятая – внешняя оболочка представлена s-орбиталью. На внешнем энергетическом уровне атома олова на 5s-орбитали находятся два спаренных электрона, на 5p-орбитали – два неспаренных электрона. В свою очередь ядро атома олова состоит из 50 протонов и 69 нейтронов. Олово относится к элементам p-семейства.

Радиус атома олова (вычисленный) составляет 145 пм.

Атомная масса атома олова составляет 118,710(7) а. е. м.

Видео

Степень окисления олова

Атомы олова в соединениях имеют степени окисления 4, 2, -4.

Степень окисления — это условный заряд атома в соединении: связь в молекуле между атомами основана на разделении электронов, таким образом, если у атома виртуально увеличивается заряд, то степень окисления отрицательная (электроны несут отрицательный заряд), если заряд уменьшается, то степень окисления положительная.

Химические свойства

Металлическое олово

При комнатной температуре олово, подобно соседу по группе германию, устойчиво к воздействию воздуха или воды. Такая инертность объясняется образованием поверхностной плёнки оксидов. Заметное окисление олова на воздухе начинается при температурах выше 150 °C:

При нагревании олово реагирует с большинством неметаллов. При этом образуются соединения в степени окисления +4, которая более характерна для олова, чем +2. Например:

Растворяется в разбавленных кислотах (HCl, H2SO4):

Олово реагирует c концентрированной соляной кислотой. При этом белое олово (α-Sn) образует раствор хлорида олова (II), а серое (β-Sn) хлорида олова (IV):

Состав продукта реакции олова с азотной кислотой зависит от концентрации кислоты. В концентрированной азотной кислоте (60%) образуется оловянная кислота β -SnO2· n H2O (иногда её формулу записывают как H2SnO3). При этом олово ведёт себя как неметалл:

При взаимодействии с разбавленной азотной кислотой (3-5%) образуется нитрат олова (II):

Окисляется растворами щелочей до гидроксостанната (II), который в горячих расстворах склонен к диспропорцианированию:

Sn + NaOH + 3H2O → Na[Sn(OH)3] + H2↑ 2Na[Sn(OH)3] → Sn + Na2[Sn(OH)6] Sn + 2NaOH + 4H2O → Na2[Sn(OH)6] + 2H2

Олово (II)

Менее устойчивая степень окисления чем (IV). Вещества имеют высокую восстановительную активность и легко диспропорцианируют:

2SnO → to SnO2 + Sn

На воздухе соединения быстро окисляются кислородом, как в твердом виде, так и в растворах:

2SnO + O2 → 2SnO2 2Sn 2+ + O2 + 4H + → 2Sn 4+ + 2H2O

Сильным восстановителем является «оловянная соль» SnCl2 ⋅ 2H2O

Оксид можно получить действием аммиака на горячий раствор хлорида олова в атмосфере СO2:

Также при слабом нагревании гидроксида олова (II) Sn(OH)2 в вакууме или осторожном нагревании некоторых солей:

В растворах солей олова идёт сильный гидролиз:

При действии на раствор соли Sn(II) растворами сульфидов выпадает осадок сульфида олова (II):

Этот сульфид может быть легко окислен до сульфидного комплекса раствором полисульфида натрия, при подкислении превращающегося в осадок сульфида олова (IV):

Олово (IV)

Оксид олова(IV) (SnO2) образуется прямым окислением кислородом. При сплавлении с щелочами образует станнаты, при обработке водой образующие гидроксостаннаты:

При гидролизе растворов солей олова (IV) образуется белый осадок — так называемая α -оловянная кислота:

Свежеполученная α -оловянная кислота растворяется в кислотах и щелочах:

При хранении α -оловянная кислота стареет, теряет воду и переходит в β -оловянную кислоту, которая отличается большей химической инертностью. Данное изменение свойств связывают с уменьшением числа активных HO-Sn группировок при стоянии и замене их на более инертные мостиковые -Sn-O-Sn- связи.

Гидрид олова — станнан SnH4 — можно получить по реакции:

Этот гидрид весьма нестоек и медленно разлагается уже при температуре 0 °C.

Четырёхвалентное олово образует обширный класс оловоорганических соединений, используемых в органическом синтезе, в качестве пестицидов и др.

Применение

  • Олово используется в основном как безопасное, нетоксичное, коррозионностойкое покрытие в чистом виде или в сплавах с другими металлами. Главные промышленные применения олова — в белой жести (лужёное железо) для изготовления тары пищевых продуктов, в припоях для электроники , в домовых трубопроводах, в подшипниковых сплавах и в покрытиях из олова и его сплавов. Важнейший сплав олова — бронза (с медью). Другой известный сплав — пьютер — используется для изготовления посуды. Для этих целей расходуется около 33 % всего добываемого олова. До 60 % производимого олова используется в виде сплавов с медью, медью и цинком, медью и сурьмой (подшипниковый сплав, или баббит ), с цинком (упаковочная фольга) и в виде оловянно-свинцовых и оловянно-цинковых припоев. В последнее время возрождается интерес к использованию металла, поскольку он наиболее «экологичен» среди тяжёлых цветных металлов. Используется для создания сверхпроводящих проводов на основе интерметаллического соединения Nb 3 Sn .
  • Дисульфид олова SnS 2 применяют в составе красок, имитирующих позолоту («поталь»).
  • Искусственные радиоактивные ядерные изомеры олова Sn и Sn — источники гамма-излучения , являются мёссбауэровскими изотопами и применяются в гамма-резонансной спектроскопии .

Элемент Sn свойство химического элемента Олово Stannum

Основные характеристики и свойства элемента Sn…, его параметры. Чистое олово получено не ранее XII в., о нем упоминает в своих трудах Р. Бэкон . До этого олово всегда содержало переменное количество свинца. Хлорид SnCl 4 впервые получил А. Либавий в 1597 г. Аллотропию олова и явление «оловянной чумы» объяснил Э. Кохен в 1899 г.

Sn Олово

ОЛОВО (лат. Stannum), Sn, химический элемент с атомным номером 50, атомная масса 118,710. О происхождении слов «stannum» и «олово» существуют различные догадки. Латинское «stannum», которое иногда производят от саксонского «ста» — прочный, твердый, первоначально означало сплав серебра и свинца. «Оловом» в ряде славянских языков называли свинец. Возможно, русское название связано со словами «ол», «оловина» — пиво, брага, мед: сосуды из олова использовались для их хранения. В англоязычной литературе для названия олова используется слово tin. Химический символ олова Sn читается «станнум».

Галерея изображений

Оловянный кубок из г. Гданьска (Польша)

Консервная банка с оловянным покрытием

Оловянный солдатик в форме после литья

Зональный кристалл касситерита в шлифе (поляризованный свет, ширина изображения — 3,3 мм)

Источник

Олово, свойства атома, химические и физические свойства

Олово, свойства атома, химические и физические свойства.

118,710(7) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 5s 2 5p 2

Олово — элемент периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 50. Расположен в 14-й группе (по старой классификации — главной подгруппе четвертой группы), пятом периоде периодической системы.

Физические свойства олова

Атом и молекула олова. Формула олова. Строение атома олова:

Олово (лат. Stannum) – химический элемент периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с обозначением Sn и атомным номером 50. Расположен в 14-й группе (по старой классификации – главной подгруппе четвертой группы), пятом периоде периодической системы.

Олово – амфотерный металл. Относится к группе лёгких, цветных металлов.

Олово обозначается символом Sn.

Как простое вещество олово при нормальных условиях представляет собой ковкий, мягкий, пластичный, легкоплавкий, серебристо-белый, блестящий металл (белое олово, β-олово) либо серый порошок (серое олово, α-олово).

Молекула олова одноатомна.

Химическая формула олова Sn.

Электронная конфигурация атома олова 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 5s 2 5p 2 . Потенциал ионизации (первый электрон) атома олова равен 708,58 кДж/моль (7,343918(12) эВ).

Строение атома олова. Атом олова состоит из положительно заряженного ядра (+50), вокруг которого по пяти оболочкам движутся 50 электронов. При этом 46 электронов находятся на внутреннем уровне, а 4 электрона – на внешнем. Поскольку олово расположен в пятом периоде, оболочек всего пять. Первая – внутренняя оболочка представлена s-орбиталью. Вторая – внутренняя оболочка представлены s- и р-орбиталями. Третья и четвертая – внутренние оболочки представлены s-, р- и d-орбиталями. Пятая – внешняя оболочка представлена s-орбиталью. На внешнем энергетическом уровне атома олова на 5s-орбитали находятся два спаренных электрона, на 5p-орбитали – два неспаренных электрона. В свою очередь ядро атома олова состоит из 50 протонов и 69 нейтронов. Олово относится к элементам p-семейства.

Радиус атома олова (вычисленный) составляет 145 пм.

Атомная масса атома олова составляет 118,710(7) а. е. м.

Изотопы и модификации олова:

Свойства олова (таблица): температура, плотность, давление и пр.:

Понравился сайт? Расскажи друзьям!
100 Общие сведения
101 Название Олово
102 Прежнее название
103 Латинское название Stannum
104 Английское название Tin
105 Символ Sn
106 Атомный номер (номер в таблице) 50
107 Тип Металл
108 Группа Амфотерный, лёгкий, цветной металл
109 Открыт Известно с древних времен.
110 Год открытия в XXXV веке до н. э.
111 Внешний вид и пр. Ковкий, мягкий, пластичный, серебристо-белый, блестящий металл (белое олово, β-олово) либо серый порошок (серое олово, α-олово)
112 Происхождение Природный материал
113 Модификации
114 Аллотропные модификации 4 аллотропные модификации, в т.ч.:

– α-олово, серое олово, с кубической алмазной кристаллической решёткой,

– β-олово, белое олово, с тетрагональной объёмно-центрированной кристаллической решёткой,

– σ-олово

115 Температура и иные условия перехода аллотропных модификаций друг в друга
116 Конденсат Бозе-Эйнштейна
117 Двумерные материалы
118 Содержание в атмосфере и воздухе (по массе) 0 %
119 Содержание в земной коре (по массе) 0,00022 %
120 Содержание в морях и океанах (по массе) 1,0·10 -9 %
121 Содержание во Вселенной и космосе (по массе) 4,0·10 -7 %
122 Содержание в Солнце (по массе) 9,0·10 -7 %
123 Содержание в метеоритах (по массе) 0,00012 %
124 Содержание в организме человека (по массе) 0,00002 %
200 Свойства атома
201 Атомная масса (молярная масса) 118,710(7) а. е. м. (г/моль)
202 Электронная конфигурация 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 5s 2 5p 2
203 Электронная оболочка K2 L8 M18 N18 O4 P0 Q0 R0

204 Радиус атома (вычисленный) 145 пм
205 Эмпирический радиус атома* 145 пм
206 Ковалентный радиус* 139 пм
207 Радиус иона (кристаллический) Sn 4+

(в скобках указано координационное число – характеристика, которая определяет число ближайших частиц (ионов или атомов) в молекуле или кристалле)

208 Радиус Ван-дер-Ваальса 217 пм
209 Электроны, Протоны, Нейтроны 50 электронов, 50 протонов, 69 нейтронов
210 Семейство (блок) элемент p-семейства
211 Период в периодической таблице 5
212 Группа в периодической таблице 14-ая группа (по старой классификации – главная подгруппа 4-ой группы)
213 Эмиссионный спектр излучения
300 Химические свойства
301 Степени окисления -4, -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4
302 Валентность II, IV
303 Электроотрицательность 1,96 (шкала Полинга)
304 Энергия ионизации (первый электрон) 708,58 кДж/моль (7,343918(12) эВ)
305 Электродный потенциал Sn 2+ + 2e – → Sn, E o = -0,136 В,

Sn 4+ + 2e – → Sn 2+ , E o = +0,151 В,

Sn 4+ + 4e – → Sn, E o = +0,01 В

306 Энергия сродства атома к электрону 107,2984(3) кДж/моль (1,112070(2) эВ)
400 Физические свойства
401 Плотность* 7,265 г/см 3 (при 20 °C и иных стандартных условиях , состояние вещества – твердое тело) – β-олово (белое олово),

5,769 г/см 3 (при 20 °C и иных стандартных условиях , состояние вещества – твердое тело) – α-олово (серое олово),

6,99 г/см 3 (при температуре плавления 231,93 °C и иных стандартных условиях , состояние вещества – жидкость)

402 Температура плавления* 231,93 °C (505,08 K, 449,47 °F)
403 Температура кипения* 2602 °C (2875 K, 4716 °F)
404 Температура сублимации
405 Температура разложения
406 Температура самовоспламенения смеси газа с воздухом
407 Удельная теплота плавления (энтальпия плавления ΔHпл)* 7,03 кДж/моль – β-олово (белое олово)
408 Удельная теплота испарения (энтальпия кипения ΔHкип) 296,1 кДж/моль – β-олово (белое олово)
409 Удельная теплоемкость при постоянном давлении
410 Молярная теплоёмкость 27,112 Дж/(K·моль) – β-олово (белое олово)
411 Молярный объём 16,3 см³/моль
412 Теплопроводность 66,8 Вт/(м·К) (при стандартных условиях ),

66,8 Вт/(м·К) (при 300 K)

500 Кристаллическая решётка
511 Кристаллическая решётка #1 β-олово (белое олово)
512 Структура решётки Тетрагональная объёмно-центрированная

513 Параметры решётки a = 5,8197 Å, c = 3,175 Å
514 Отношение c/a 0,546
515 Температура Дебая 170 K
516 Название пространственной группы симметрии I41/amd
517 Номер пространственной группы симметрии 141
521 Кристаллическая решётка #2 α-олово (серое олово)
522 Структура решётки Кубическая алмазная

523 Параметры решётки a = 6,46 Å
524 Отношение c/a
525 Температура Дебая
526 Название пространственной группы симметрии Fd_ 3m
527 Номер пространственной группы симметрии 225
900 Дополнительные сведения
901 Номер CAS 7440-31-5

205* Эмпирический радиус атома олова согласно [1] и [3] составляет 140 пм и 162 пм соответственно.

206* Ковалентный радиус олова согласно [1] и [3] составляет 139±4 пм и 141 пм соответственно.

401* Плотность белого олова согласно [4] составляет 7,29 г/см 3 (при 20 °C и иных стандартных условиях , состояние вещества – твердое тело) и 6,98 г/см 3 (при температуре плавления 232 °C и иных стандартных условиях , состояние вещества – жидкость). Плотность серого олова согласно [4] составляет 5,85 г/см 3 (при 14 °C и иных стандартных условиях , состояние вещества – твердое тело).

402* Температура плавления олова согласно [3] и [4] составляет 231,91 °С (505,06 K, 449,44 °F) и 231,9 °С (505,05 K, 449,42 °F) соответственно.

403* Температура кипения олова согласно [3] и [4] составляет 2619,85 °C (2893 K, 4747,73 °F) и 2620 °С (2893,15 K, 4748 °F) соответственно.

407* Удельная теплота плавления (энтальпия плавления ΔHпл) белого олова согласно [4] составляет 7,2 кДж/моль.

Источник

Читайте также:  Вычислить молярные массы эквивалентов следующих элементов олова